2011211320周俊霞-读者写者问题实验报告(word文档良心出品)

操作系统试验--读者-写者问题周俊霞20112113202011211307班进程同步一．实习要求：本课程实验内容引自《Windows 内核实验教程》(陈向群、林斌等编著，机械工业出版社2002.9)。

在Windows 环境下，创建一个包含n 个线程的控制进程。

用这n 个线程来表示n个读者或写者。

每个线程按相应测试数据文件的要求，进行读写操作。

请用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。

1.读者-写者问题的读写操作限制：1）写-写互斥；2）读-写互斥；3）读-读允许；2.读者优先的附加限制：如果一个读者申请进行读操作时已有另一读者正在进行读操作，则该读者可直接开始读操作。

写者优先的附加限制：如果一个读者申请进行读操作时已有另一写者在等待访问共享资源，则该读者必须等到没有写者处于等待状态后才能开始读操作。

运行结果显示要求：要求在每个线程创建、发出读写操作申请、开始读写操作和结束读写操作时分别显示一行提示信息，以确信所有处理都遵守相应的读写操作限制。

二．测试数据文件格式测试数据文件包括n 行测试数据，分别描述创建的n 个线程是读者还是写者，以及读写操作的开始时间和持续时间。

每行测试数据包括四个字段，各字段间用空格分隔。

第一字段为一个正整数，表示线程序号。

第一字段表示相应线程角色，R 表示读者是，W 表示写者。

第二字段为一个正数，表示读写操作的开始时间。

线程创建后，延时相应时间（单位为秒）后发出对共享资源的读写申请。

第三字段为一个正数，表示读写操作的持续时间。

当线程读写申请成功后，开始对共享资源的读写操作，该操作持续相应时间后结束，并释放共享资源。

下面是一个测试数据文件的例子：1 R 3 52 W 4 53 R 5 24 R 6 55 W 5.1 3三、与实验相关的API 介绍在本实验中可能涉及的API 有：线程控制：CreateThread 完成线程创建，在调用进程的地址空间上创建一个线程，以执行指定的函数；它的返回值为所创建线程的句柄。

HANDLE CreateThread（LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // SDDWORD dwStackSize, // initial stack sizeLPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // threadfunctionLPVOID lpParameter, // thread argumentDWORD dwCreationFlags, // creation optionLPDWORD lpThreadId // thread identifier）;ExitThread 用于结束当前线程。

VOID ExitThread（DWORD dwExitCode // exit code for this thread）;Sleep 可在指定的时间内挂起当前线程。

VOID Sleep（DWORD dwMilliseconds // sleep time）;信号量控制：CreateMutex 创建一个互斥对象，返回对象句柄；HANDLE CreateMutex（LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, // SDBOOL bInitialOwner, // initial ownerLPCTSTR lpName // object name）;OpenMutex 打开并返回一个已存在的互斥对象句柄，用于后续访问；HANDLE OpenMutex（DWORD dwDesiredAccess, // accessBOOL bInheritHandle, // inheritance optionLPCTSTR lpName // object name）;ReleaseMutex 释放对互斥对象的占用，使之成为可用。

BOOL ReleaseMutex（HANDLE hMutex // handle to mutex）;WaitForSingleObject 可在指定的时间内等待指定对象为可用状态；DWORD WaitForSingleObject（HANDLE hHandle, // handle to objectDWORD dwMilliseconds // time-out interval）;程序由入口函数main开始,打印出菜单，选择1则选择读者优先，调用ReaderPriority("thread.dat")函数；选择2则选择写者优先，调用WriterPriority("thread.dat")函数；选择3则退出。

读者优先：ReaderPriority函数首先读取目标文件Thread.dat，为每一行请求创建一个线程，其中读请求创建读者线程，调用RP_ReaderThread函数，写请求创建写者线程，调用RP_WriterThread 函数。

RP_ReaderThread函数的实现如下：wait(mutex);read_count++;if(read_count==1)wait(&RP_Write);signal(mutex);读临界区……wait(mutex);read_count--;if(read_count==0)signal(&RP_Write);signal(mutex);RP_WriterThread函数的实现如下：wait(&RP_Write);写临界区……signal(&RP_Write);写者优先：WriterPriority函数首先读取目标文件Thread.dat，为每一行请求创建一个线程，其中读请求创建读者线程，调用WP_ReaderThread函数，写请求创建写者线程，调用WP_WriterThread函数。

WP_ReaderThread函数实现如下：wait(mutex1);wait(&cs_Read);wait(mutex2);read_count++;if(read_count==1)wait(&cs_Write);signal(mutex2);signal(&cs_Read);signal(mutex1);读临界区……wait(mutex2);read_count--;if(read_count==0)signal(&cs_Write);signal(mutex2);WP_WriterThread函数实现如下：wait(mutex3);write_count++;if(write_count==1)wait(&cs_Read);signal(mutex3);wait(&cs_Write);写临界区……signal(&cs_Write);wait(mutex3);write_count--;if(write_count==0)signal(&cs_Read);signal(mutex3);在本实验中可能涉及的API 有：线程控制：CreateThread 完成线程创建，在调用进程的地址空间上创建一个线程，以执行指定的函数；它的返回值为所创建线程的句柄。

HANDLE CreateThread（LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, DWORD dwStackSize, // initial stack sizeLPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // threadfunction LPVOID lpParameter, // thread argumentDWORD dwCreationFlags, // creation optionLPDWORD lpThreadId // thread identifier）;ExitThread 用于结束当前线程。

VOID ExitThread（DWORD dwExitCode // exit code for this thread）;Sleep 可在指定的时间内挂起当前线程。

VOID Sleep（DWORD dwMilliseconds // sleep time）;信号量控制：CreateMutex 创建一个互斥对象，返回对象句柄；HANDLE CreateMutex（LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, BOOL bInitialOwner, // initial ownerLPCTSTR lpName // object name）;OpenMutex 打开并返回一个已存在的互斥对象句柄，用于后续访问；HANDLE OpenMutex（DWORD dwDesiredAccess, // accessBOOL bInheritHandle, // inheritance optionLPCTSTR lpName // object name）;ReleaseMutex 相当于V操作，释放对互斥对象的占用，使之成为可用。

BOOL ReleaseMutex（HANDLE hMutex // handle to mutex）;WaitForSingleObject 相当于P操作，可在指定的时间内等待指定对象为可用状态；DWORD WaitForSingleObject（HANDLE hHandle, // handle to object DWORD dwMilliseconds // time-out interval）;EnterCriticalSectionLeaveCriticalSection四、实验实例：1 R 3 52 W 4 53 R 5 24 R 6 55 W 5.1 31.读优先：只要有一个读者正在读，那么后续的读者都能立即读，不管有多少写者在等待。

可能导致写者饥饿。

1. 读者1) 写者写时，不可读2) 有别的读者正在读，可读2. 写者1) 有读者正在读，不可写2) 有写者正在写，不可写3) 无读者正在读，无写者正在写，可写运行结果正确：1 R 3 52 W 4 53 R 5 24 R 6 55 W 5.1 3读者优先：依次为：读者1 发送读请求；读者1开始读操作；写者2发送写请求；读者3发送读请求；读者3开始读操作；写者5发送写请求；读者4发送读请求；读者4开始读操作；读者3完成了读操作；读者1完成了读操作；读者4完成了读操作；写者2开始写操作；写者2完成写操作；写者5开始写操作；写者5完成写操作；2.写优先：1 R 3 52 W 4 53 R 5 24 R 6 55 W 5.1 3当新的写者希望写时，不允许该写者后续的读者访问数据区，但必须保证之前的读者读完。